Разработка системы для моделирования технологий свертывания молока

• Автор: Асташенко, Елена Борисовна
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Молоко как модельная система

1.1.1. Химический состав молока

1.12. Структура и свойства белков молока

1.2. Моделирование индукционной стадии коагуляции

1.2.1. Моделирование сычужной коагуляции

1.2.2. Моделирование кислотной коагуляции

1.2.3. Моделирование кислотносычужной коагуляции

1.3. Заключение по обзору литературы и задачи исследований коагуляции

Глава 2. Методология проведения исследований
Глава 3. Экспериментальная часть измерение основных параметров
модели
Глава 4. Теоретическая часть компьютерное моделирование первичной
стадии коагуляции молока
4.1. Модуль расчета продолжительности кислотной коагуляции
4.2. Модуль расчета продолжительности сычужной коагуляции
4.3. Модуль расчета продолжительности кислотносычужной коагуляции
Выводы
Список литературы


Такая модель позволяет на основе современных вычислительных систем проводить численное моделирование процессов за время существенно меньшее, чем требует реальный эксперимент. Процесс коагуляции молока, являющийся одним из наиболее важных этапов производства сыров, творога и некоторых других молочных продуктов, представляет в настоящее время большой интерес, как с технологической, так и с научной точки зрения. Разработанная в диссертационной работе компьютерная программа - «Виртуальное молоко» -позволяет осуществлять расчеты для моделирования начальной стадии кислотной, сычужной и кислотно-сычужной коагуляции. Программа имеет дружественный интерфейс, проста в использовании и может применяться как в научных целях, так и в образовательном процессе. Пользователю достаточно ввести основные параметры, описывающие состав молока и технологические параметры, чтобы получить сведения о продолжительности индукционной стадии коагуляции молока. Несомненным преимуществом разработанной программы является тот факт, что на ее основе значительная часть экспериментов, проводящихся в лабораторных условиях, может быть заменена компьютерным экспериментом. На наш взгляд, использование данной программы в образовательном процессе может способствовать более быстрому и глубокому пониманию взаимосвязи технологических параметров процесса коагуляции молока студентами-технологами. Глава 1. Молоко - полноценный и полезный продукт питания. Оно содержит все необходимые для жизни питательные вещества, нужные для построения организма. В ходе развития человечества значение молока расширилось от продукта питания до промышленного сырья. Переработка молока в настоящее время основана на традиционных классических технологиях. Вместе с тем, в последнее время появляются новые представления о структуре и свойствах пищевых продуктов. Эти знания появляются в результате изучения физико-химических характеристик материалов с помощью современных методов исследований. В результате появляются новые технологические подходы, а также средства их разработки, в том числе и с использованием информационных технологий. Развитие вычислительной техники в настоящее время позволяет проводить численное моделирование весьма сложных процессов за время существенно меньшее, чем требует реальный эксперимент, при этом существенно снижаются материальные затраты. Поэтому моделирование технологических процессов является важной и актуальной задачей, в том числе, и в технологии производства молочных продуктов [, ,]. Данная работа посвящена разработке компьютерной модели одного из основных процессов переработки молока - его коагуляции. Коагуляция молока является основной частью технологического процесса производства кисломолочных продуктов. Изучению процесса коагуляции посвящено множество работ. Экспериментально и теоретически изучены основные закономерности кислотного, сычужного и кислотно-сычужного процессов. Именно эти закономерности положены в основу разработанной модели. Основной трудностью для моделирования процесса свертывания молока является его многокомпонент-ность. Поэтому в данном разделе проведен анализ данных о составе молока и взаимодействии его составных частей. С химической точки зрения молоко представляет собой раствор органических и неорганических соединений в воде. Молоко, рассматриваемое под микроскопом при низком увеличении (5Х) представляет собой однородную непрозрачную жидкость. При 0Х увеличении можно увидеть круглые шарики жира, так называемые жировые шарики. При более высоком увеличении ( 0Х) можно наблюдать казеиновые мицеллы []. Рис. Структура молока Более подробный химический состав молока представлен в табл. Таблица 1. Составные части Примерное содержание в 1 л. Продолжение таблицы 1. Белковые вещества молока в основном представлены казеином (2,7%), сывороточными белками - альбумином (0,4%) и глобулином (0,2%). Белки молока полноценные, так как содержат все незаменимые аминокислоты. В молоке широко представлены необходимые для нормального роста живого организма макроэлементы - фосфор, калий, хлор, натрий; микроэлементы - марганец, медь, железо, кобальт, йод.